千斤顶设计计算说明书.docx

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1、减速箱设计计算 说 明 书 学院：机械工程学院 班级：机自0902 姓名： 学号： 指导老师：杨庆华 2011.12具体内容和要求：课程大作业一：设计一螺旋起重器如教材图5-41 所示, 螺旋起重器(千斤顶)以螺杆和螺母为主要零件.螺母5用紧定螺钉6固定于底座8上.转动手柄3时,螺杆7一方面回转,一方面作上下移动,以举起或放下重物.托杯1 直接顶住重物,不随螺杆转动.螺杆下端装挡环9,以防螺杆全部旋出螺母.为了防止螺杆因重物压下而自行下落,起重螺旋须具有足够的自锁性.为了减少螺杆与螺母牙间的摩擦与磨损,工作时要求润滑。设计要求：1装配工作图1张；2所有非标准零件工作图（图纸必须国家标准）；3设

2、计计算说明书1份。原始数据如下：项目设计要求起重重量（KN）37最大起升高度（mm）110具体设计过程设计项目设计计算及其说明结果确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸 A、螺纹参数 B、螺母高度 C、螺母工作圈数 D、螺纹牙根 部宽度自锁性校核螺杆强度校核螺母螺纹强度校核螺母外径与凸缘的强度较核螺杆稳定性校核手柄的设计计算压杯设计底座的设计计算键的设计轴承的设计计算千斤顶的效率零件图与装配图螺纹牙型选择 选梯形螺纹螺纹材料的选择由于起重重量，故选用螺杆材料45钢，经调质热处理后使用。查阅相关资料得其抗拉强度为，屈服强度（GB/T699-1988），螺母采用 ，采用砂型铸造，其抗拉强度为 ，屈服强度（GB

3、/T1176-1987）螺纹基本尺寸 由原始数据知：，取，查表知： ，则 根据梯形螺纹的标准GB/T5796.3-1986，取 螺纹公称直径，螺距为，根据 梯形螺纹的标准GB/T5796.3-1986,得梯形螺纹其它尺寸：螺杆小径：，螺杆螺母中径： ，螺母大径：螺母小径：，已知，根据公式，（取整）已知螺距，根据公式,得，螺纹升角：当量摩擦角：满足，符合自锁条件螺杆工作时承受轴向压力F和扭矩T的作用，其强度条件为：式中，A螺杆螺纹危险截面面积， 抗扭截面系数， T螺杆所受扭矩，Nmm其中，螺杆所受转矩为： 查表，取螺杆许用应力,得 所以，螺杆符合强度条件失效形式：剪切和挤压破坏螺纹多发生剪切和挤

4、压破坏，一般螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。螺母螺纹牙 查阅相关资料，取螺母，螺纹危险截面剪切强度条件为： 满足 弯曲强度条件为 满足所以，符合强度条件螺母参数确定根据千斤顶尺寸计算经验公式，计算螺母尺寸： 螺母外径的强度较核 失效形式：螺母下段悬置部分受拉力作用，在最薄壁处最为薄弱 ，强度条件为：，而螺旋副摩擦力矩： 当量拉应力： 所以，符合强度条件螺母凸缘的强度较核A、 凸缘与底座接触表面的挤压强度计算：强度条件 所以 符合挤压强度条件B、 凸缘根部的剪切强度计算：强度条件 所以，满足强度要求C、 凸缘根部的剪切强度计算：强度条件 所以，符合强度条件失效形式：对于长径比

5、大的受压螺杆，当轴向压力F大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失稳定性。螺杆的柔度： 其中，螺杆长度系数，u=0.75 螺杆工作长度，L为举重最大升距 为螺杆头部长度， i惯性半径，所以 所以 ，可以不进行稳定性校核即符合稳定性条件失效形式：弯曲变形手柄材料选用Q235，其许用弯曲应力为按操作舒适度及孔加工的方便，选取其截面为圆形，直径满足弯曲强度条件： 由前述，螺纹摩擦力矩 选用推力球轴承51305，其内径，取则 因约为的百分之一，故可以忽略不计所以 A、 手柄计算手柄直径取该操纵力作用点至螺旋中心的距离为，操纵力取150N，则 取B、 校核手柄套取弯曲应力 所以，手柄套是安全的压

6、杯选用（砂型铸造） 参数设定：托杯底部的内径，：托杯底部的外径，:托杯口的外径，:托杯高度，：托杯厚度，根据经验取，=8mm 选用材料及拟定锥度根据国家标准，最小壁厚8-15mm,根据经验，考虑起模斜度，取锥度，取厚度为底座外径设计底座对地面有挤压，一般，可用木材做铺垫。对于木材，许用挤压力可取，则底座尺寸满足 式中，底座底部内径 底座底部外径，=1.8取=100mm, =1.8=180mm底座地板厚度S=1.5，则 所以，底座合格失效形式：键被挤压坏，轴或棘轮轮毂被挤压坏选材 45钢根据轴径为32mm，选键（GB/T1095-2003 45钢，）选取键的标准长度系列，则由键强度校核的计算即

7、所以，键合格轴承的失效形式：滚动轴承与座圈接触点处的变形超过滚珠直径的万分之一由前述，选用推力球轴承51305，其内径额定静载荷 安全系数 要求，故不合格改换推力球轴承52204其内径额定静载荷 安全系数 要求，故合格所以，轴承用推力球轴承52204由千斤顶效率的计算式 具体零件图与装配图见详图选择梯形螺纹螺杆材料45钢螺母材料为符合自锁条件强度足够强度足够强度足够强度足够强度足够螺杆稳定初选推力球轴承51305=8mm=100mm底座合格选择键键合格推力球轴承51305不合格，改换推力球轴承52204重新校核推力球轴承52204合格参考文献： 机械设计第八版 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编著 北京：高等教育出本社 2007 机械设计习题与解题分析喻子建 张磊等 东北：东北大学出版社2000 机械设计习题与解析 修世超 李庆忠等 北京：科学出版社2008 机械设计计算手册王三民等 北京：化学工业出版社 200910